ELYAF ANALİZ, ŞERİT HAzıRLıK VE OE-ROTOR İPLİK EGİRME SİSTElVIİ

Transkript

1 ISSN Ç.Ü.MÜH.MİlVLFAK.DERCİsi cilt. 18 ÖZEL SAYı Ekim Ocıober 2003 Ç.Ü.J.FAC.ENC.ARCH. VOL.18 SPEC1AL ISSUE DOGU AKDENiz VE GÜNEYDOGU ANADOLU BÖLGESi MAKiNA-ci HAZ VE SiSTEM TASARIMI VE ÜRETiMi EKiM 2003 ELYAF ANALİZ, ŞERİT HAzıRLıK VE OE-ROTOR İPLİK EGİRME SİSTElVIİ Osman BABAARSLAN, Pınar N. DURU ve Yılmaz ERBiL Ç. u, Te ks iii Mühendisliği Botiınıiı, A dana/ttırkiye teksob@cu:edu.tr pdurıı@cıı.edu.tr erbily@cu.cdu.tr ÖZET : Özellikle 1998 ile yaşanan global kriz nedeniyle oluşan iç ve dış piyasalardaki talep daralması ve 199/ 'lı yılların ortalctrlnda teksılle (özellikle ipliğe) yapılan büyiik yatırımlar sonucu. rekabetin arttığı iç piyasada ve Tiırkiye vegöre enerji ve hammaddenin daha ucuz olduğu dış piyasalarda rekabet için yapılması gereken. üretim siirecindeki hataları en aza indirerek en düşük maliyetle istenen kaliteyi elde etmektir. Bunu gerçekleştirmenin yolu da kullanılan hammaddeye göre uygun proses şartlarının belirlenmesi. üretimi etkileyen parametrelerin optimize edilerek hataların en CIZCl indirilmesi ve bıı şartların de VC/J71 h 11,f!,1I1 111 sağlanmasından geçmektedir. işle bıı maksatla, ve dönemleri arasında ç. O. Tekstil Miıhendisliği Boliımtı bünyesinde yiıriıtülen ç.o. ve DPT destekli i/eri Araştırma Projeleri kapsammda kuruları "Elyaf Analiz, Seri! Hazırlık ve OE Roıor iplik Üretim Sistemi,. kullanılan hammaddeye göre tiretim parametrelerinin optimizasyonıınu sağlayacak dıırıınıdadır. BlI çalışmada adı geçen sistemin tanıtımı ve özellikleri aıılaıılnıaktadır. Anahtar Kelinıeler: ElYQf Görüntü Analizi, OE-Rotor İplik Eğirme İplik Ozellikleri 113

2 BAB.cJ.:IRSLAN, f)uru ve ERl3Jl, 1. GİRİş Günümüzde kişi başına elyaf tüketiminin 8,5-9 kga ulaştığı dikkate alınırsa tekstilde üretim ve kalite kontrolünün üretimde süreklilik açısından ne denli önemli olduğu daha da iyi anlaşılır. Çünkü diğer endüstri kollarına rağmen tekstil ürünlerinin hammaddesi olan lifler özellikleri bakımından çok geniş sınırlar içinde değişim göstermektedir. Ayrıca tekstilde üretimin çok sayıda ayrı işlemlerin takibi sonucu oluşması ve üretimde insan faktörünün, son yıllarda azaltılma çabalarına rağmen, çok fazla etkili oluşu nedeniyle istenilen performans ve kaliteye ulaşmak ancak üretimin her kademesini etkileyen parametrelerin kontrol edilmesi ile sağlanabilmektedir. Özellikle 1990'lı yıllardan sonra bu durum daha da belirgin bir hale gelmiştir. Çünkü tekstil işletmeleri çok değişik zorlayıcı ve sınırlayıcı faktörlerle karşı karşıya kalmışlardır. BJ zorlayıcı ve sınırlayıcı faktörlerden bir tanesi "elyaf özelliklerinde kötüleşıne ve varyasyon" olarak ortaya çıkmıştır. Özellikle pamuklu çalışmalarda hammadde ile ilgili bazı özellikler iplikçilik işlemleri açısından kötüleşmiştir. Bu nedenle pamukta yabancı madde miktarının tayini ve iplik kalitesine olan etkisinin belirlenmesi önemli bir konu haline gelmiştir. Yapılacak pamuldu iplik üretimlerinde çalışılan hammaddeye göre iplik özeliklerinin tayin edilmesi ve iplik üretim parametrelerinin buna göre belirlenmesi büyük avantaj sağlayacaktır. Bu maksatla, Ç.Ü Tekstil Mühendisliği Bölümü bünyesinde kurulu bulunan "Elyaf Analiz, Şerit Hazırlık ve OE-Rotor İplik Eğirrne" üniteleri bölgemizde bu alandaki eksiklikleri giderecek durumdadır (Şekil-i). Bölgemiz ve Ülkemiz sanayicilerinden gelecek talepler doğrultusunda pamuk ve pamuk karışımı tekstil maddelerinin analiz çalışmaları yapılarak, bu hammaddelerden Open-erıd rotor iplikleri üretilecek ve bu ipliklerin özellikleri örıgörülecektir. Böylece analizi yapılan hammadde için optimum üretim parametreleri laboratuar ortamında belirlenebilecektir. Sanayicilerle işbirliği yapılarak yürütülecek AR-GE çalışmaları hem gereksiz hammadde ve zaman kayıplarının önüne geçecek hem de üreticiye büyük esneklik kazandıracaktır. 2. SİSTEMİN TANITIMI Ç.Ü. MMF Tekstil Mühendisliği Bölümü'nde kurulu bulunan "Elyaf Analiz, Şerit Hazırlık ve Open-End Rotor İplik Eğirme Sistemleri" 'nin kullanımında iş akışına göre kombine edilmiş yapısı Şekil-I' de şematik olarak gösterilmiştir. Sisteme beslenen elyaf, özellikleri ve yabancı madde miktarı tespit edilerek şerit haline getirilmektedir. Elde edilen şerit daha sonra Open-End Rotor İplik Eğirme Ünitesi'ne beslenmektcdir. İplik üretim parametrelerinin seçiminde önceki aşamada belirlenen elyaf özellikleri etkili olmaktadır. Bu bölümde, istenilen numarada rotor ipliği eğrilerek bobinlenmektedir. Üretilen ipliğin analizleri yapılarak isteğe uygun özelliklerde olup olmadığına karar verilmektedir. İplik özellikleri istenen seviyede değilse tekrar rotor iplik eğirme ünitesine dönülerek (feedback) üretim parametreleri (rotor devri, açıcı devri, çıkış hızı, eğirme elemanları v b.) değiştirilmekte ve böylece optimizasyon yapılabilmektedir. Aşağıda bu sistem içerisinde yer alan tüm birimlerin ayrı ayrı kısa tanıtımıarı verilmiştir. 114

3 .,......ı.....,. vı Elyaf Görüntü Analizi Elyaf Yığını i Elyafta.>. Test ve Analizler Elyaf Fiziksel Test ve Analizleri 2002K A/KAP2002 Hassas Terazi MM:F41 Bağlantı Kablosu ve Soketi FI02BC 98K121020fULS.2000 MMF30 Dizüstü (Laptop) Bilgisayar ve Kontrol Programi Elyafİçerisindeki Yabancı Madde ve Toz Oranının Analizi Sonucunda Ortaya Çıkan Elyaf Kalite Özelliklerine Göre, İplik Eğirrne Sistemi Ayarlarının Yapılması İçin Gerekli Bilgiyi Veren Kontrol Sistemi.--- Çıktı Görüntü Analizi (İmage Analysis) Şekil-I: Elyaf Analiz, Şerit Hazırlık ve Open-End Rotor İplik Eğirme Sistemi İstenen Numarada Eğrilmiş Rotor İpliği (Bobin Formunda) i İplik Test ve. Analizleri.>: 5 Fiziksel Test ve Analizleri e- ""- "!;..L t:. '-i :::v ::ı. OL N... ::c r- t'ıi c) t"lı ::c c) --: '" :::o t'-. çı,. "-- co/) (;;;. sj :::::.

4 BAB.!L4RS!AN, DURU Fe ERBjL 2.1. Elyaf Görüntü Analiz Sistemi T ekstilde kalite kontrol ve hataların tespiti gibi çalışmalarda önemli bir yere sahip olan görüntü analizini sağlayan sistem; üzerinde 10x, 20x, 40x ve 100x objektifler bulunan Trinoküler bir mikroskop ve elde edilen görüntüleri bilgisayar ortamına aktaran bir digital video ataçmanından oluşmaktadır. Sistem, bilgisayara alınan görüntüler üzerinde çalışabilme olanağı sağlayan ve bu görüntüler üzerinde istenilen noktalar arasında uzunluk ölçümü yaparak sonucu mikron birimiyle sunan yazılımlarla da desteklenmektedir. Sistem üzerinden; Doğal ve yapay her türlü elyafın kesit ve yüzey görüntüleri 125, 250, 500 ve \ ı250 kat büyütrnelerle eld edilebilir, Elde edilen doğal elyaf yüzey görüntüleri elyafın olgunluk derecesiyle ilgili yorum yapılabilmesini sağlar, Elyaf çapı yada elyaf üzerinde herhangi bir bölgede olgun olmayan bölge büyüklüğünün tespiti, Elyaf kesit görüntüleri üzerinde elyaf yapısal katmanlarının büyüklük ölçümüyle elyaf olgunluk derecesinin tayini, Deneysel ve/veya araştırma amaçlı elyafa uygulanan kimyasal işlemler sonrası elyafın uğradığı hasarın görselolarak tespiti gibi bilgiler elde edilebilmektedir. Şekil-2'de Elyaf Görüntü Analiz Sistemi komple olarak ve sistemden elde edilen bazı elyaf yüzey ve kesit görüntüleri ile birlikte görülmektedir Elyafta Safsızhkların Analizi ve Şerit Hazırlama Ünitesi (Microdust and Trash Analyser) Bu sistemde, açık elyaf formunda beslenen Iiflere açma ve temizleme işlemleri uygulanarak 1m uzunluğunda şerit elde edilmektedir. İstenilen harmanlarda 2-10 ktex lineer yoğunluklarında şeritler elde edilebilmektedir. Cihaz üzerinde bulunan üç ayrı atık toplama bölümünden elyaftan temizlenen safsızlıklar alınarak ağırlık ölçüm metodu ve Shirley Prensibi ile Safsızlıkların analizi yapılabilmektedir. Ayrıca elde edilen şerit Open-End Rotor İplik Eğirme Ünitesi'ne beslenerek üzerinde çalışılan elyaf kütlesi istenilen numarada iplik haline getirilebilmektedir. Şekil- 3 'te cihazın önden çekilmiş bir resmi görülmektedir. Cihaz ile; Doğal liflerde kirlilik oranı tespiti, Doğal ve/veya Yapay!iflerle karışım çalışmaları, Elyaf boyalı üretilecek iplikler için değişik renkteki liflerle renk harmanı çalışması, Üretilmesi planlanan iplikten beklenen özelliklerin elde edilip edilemeyeceğine dair yapılacak iplik deneme çalışmaları için harman ve şerit hazırlama çalışmaları yapılabilmektedir. 116

5 ELl'AFANALjZ. ŞERİTHAZmUK VE OE-ROTORırı:«EGjRME sısınuı \,ı",:_._ Şekil-2. Elyaf ve İplik Görüntü Analiz Sistemi ve Sistemden Elde Edilen Bazı Elyafve İplik Yüzey ve Kesit Görüntüleri 117

6 H.4BAARSL-JX.bıım:«ERBiL - Şekil-S, Elyafta Safsızlıkların Analizi ve Şerit Hazırlama Ünitesi (Microdust and Trash Analyser) 2.3. Open-End Rotor İplik Eğirrne Ünitesi Üzerinde sanayi tipi R20 rotor kutusu bulunan sistem, GE rotor ipliği üretim çalışmalarında kullanılmaktadır. Sistem elde edilen iplik özellikleri bakımından sanayi tipi makinalarla tam bir benzerlik göstermektedir. Şerit formunda beslenen elyaf istenilen numarada iplik haline getirilebilmektedir. Sistem; Değişik rotor çaplarında (30, 32, 40mm gibi) ve değişik rotor tiplerinde CT, G, U, S, K, V gibi) çalışabilme, Değişik düze tiplerinde (KN, KN4, KN8, KS, CK4 gibi) çahşabilme, d/dk hızlarında çalışabilme, Doğal, yapay ve karışımlarıyla çalışabilme, Hammadde ve makine parametreleri bakımından optimizasyon çalışmalarının yürütülebilmesi olanaklarına sahiptir Sistemin önden görünümü Şekil-dte verilmektedir. Bu sistemde iplik üretim prensibi ise Sekil-S'te verilmektedir. Şekil-S 'ten görüleceği üzere, daha önceden temizlenmiş, açılmış, taranarak paralel hale getirilmiş ve istenen numaraya getirilmiş şerit halindeki materyal makineye besleme silindirleri yardımıyla verilmektedir. Bunu müteakip üzeri iğneli veya metalik tarak gamitürlü açma silindiri, gelen!iflerin uçlarını lifler serbest kalıncaya kadar çekerek tarar. Bu şekilde lifler tek tek ayrıldıktan sonra lif besleme kanalı aracılığı ile rotor içerisine taşınmaktadır. Rotor içerisine dökülen lifler, rotorun yüksek hızlarda ( d/dk) dönüşüyle oluşan merkezkaç kuvvetin etkisiyle rotor (yivine) 118

7 ELHFA:\lLjZ,,ŞERIT nszıııu«te OE-ROTOR iruı: EGjRME,)1STE:\II itilerek, yivde daha önceden toplanmış olan diğer lif grubuna katılarak ring.şeklinde bir yapı oluşturmaktadır. 16- f--ô. C Ir-- f':0. z 1'--- ö: 6o, tl) :---:-::.ı i-- 000!:1 ırı::.:..c :ı r", <11;13 o 0J 17- Q rm Q o.w \\ ---ı, 8 O D i, ıd '---- Ca) Cb) Şekil-S. Bir Üniteli OE-Rotor İplik Eğirme Ünitesi Ca) : Bir Üniteli OE-Rotor İplik Eğirrne Sisteminde İplik Yolu Cb) : Bir Üniteli OE-Rotor İplik Eğirme Sisteminin Önden Görünüşü Sistemde iplik oluşumunu başlatmak için elde mevcut bir iplik (kılavuz iplik) iplik çıkış tüpünden rotor içerisine verilmektedir. Rotorun dönüşüyle rotor içerisindeki havanın da dönmesiyle ratara verilen iplik ucunun dönmesi temin edilmekte ve merkezkaç kuvvetin etkisiyle dönen kılavuz iplik ucu, rotor yivinde daha önceden toplanmış olan lif kümesine temas etmektedir. Bu olay gerçekleştiği anda iplik çekilerek üretim başlatılmış olmaktadır. Rotorun kendi ekseni etrafında dönüşünün etkisiyle iplik koluna verilen her bir turluk dönüş, çıkış düzesinde ipliğe bir tam büküm kazandırmaktadır. Bu şekilde yeni oluşmuşipliğe verilen bükümün bir kısmı geriye, iplik koluna akarak rotor yivine kadar ulaşacak ve burada bulunan linere tutunarak bunların rotor yivinden ayrılmasını temin ederek üretime süreklilik kazandıracaktır. Yukarıda basitçe prensibi verilen şekilde elde edilen OE-Rotor ipliği çıkış silindirleri vasıtasıyla çekilerek bobin halinde sarılmaktadır. 119

8 r İplik Göriintii Analiz Sistemi Her türlü iplik kesit ve yüzey görüntüleri üzerinde analiz yapılabilmesini sağlayan sistemde iplik kesitinde lif yerleşim analizi, karışım düzgünsüzlüğü analizleri yapılabilmektedir. İplik boyuna yüzey görüntüsü üzerinde ise iplik hataları, kıvrım ve büküm durumu, sargı lifleri ve iplik yapısında lifyerleşim karakteri gibi analizler yapılabilmektedir. Şekil-2'da İplik Görüntü Analiz Sistemi ve bu sistemle elde edilen bazı iplik yüzey görüntüleri görülmektedir. \ 3. SONUÇ Elyaf Analiz, Şerit Hazırlık ve OE-Rotor İplik Eğirme Sistemi'nden elde edilen veriler, iplik işletmelerinde aşağıdajsıralanan faydaları sağlayacaktır. 'c, İplik üretiminde kullanılacak elyafın yapısal görüntü analizlerinin yapılması Hammaddedeki yabancı madde ve toz miktarının belirlenmesi, e Hammaddedeki yabancı madde miktarı gözönüne alınarak, iplik işletmesindeki açma, temizleme ve karıştırma makinelarında optimum ayarların yapılması, o Şerit hazırlama ünitesi sayesinde hammaddenin işlemler sırasında temizlenebilme özelliğinin tahmin edilebilmesi, Farklı tiplerden istenen oranlarda harmanların yapılabilmesi, o Yapılan harmanlar için, OE-Rotor İplik Eğirme Ünitesi ile iplik üretim şartlarının simülasyonu sayesinde maliyet ve iplik kalite özellikleri açısından optimum üretim şartlarının belirlenmesi, Değişik renkteki liflerle renk harmanı çalışmalarının yapılabilmesi, Eğirme elemanlarının hız ve özellikleri değiştirilerek iplik kalitesi üzerindeki etkilerinin incelenebilmesi, Çalışılacak olan hammaddeden istenen numaradaki rotor ipliğinin laboratuar şalilarında üretilerek henüz işletmede üretime geçmeden önce iplik kalite özelliklerinin tahmin edilebilmesi. Eğrilen ipliklerin yapısal görüntü analizlerinin yapılması 4. TEŞEKKÜR c.u Tekstil Mühendisliği bölümü'nde kurulu bulunan bu sistem DPT ve c.u. Rektörlüğü'nün mali desteğiyle hayata geçirilmiştir. Yapılan bu mali destek ve teşvikten dolayı DPT ve Ç. Ü. Rektörlüğü'ne sonsuz teşekkür ederiz. 5. KAYNAKLAR 1. SDL Quickspin, Operating lıısırucıions, SDL MDTA 3 & Rotor Attachmeııt, Operating Instructions, Enditstriyel ve Laboratuar Cihazları Dök/imam, At/an San. ve Tic. A.S, istanbul,